NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI THUẬT XẾP LỊCH ĐỂ TỐI ƯU HÓA VIỆC TRUYỀN SỐ LIỆU TRONG MẠNG OBS - 7 docx

( , )
i j
S
,
( , )
i j
E
: Thời điểm bắt đầu và kết thúc của mỗi burst thứ j đã được sắp xếp trên
kênh thứ i.
i
Gap
: Nếu kênh rỗi, gap là sự chênh lệch giữa thời gian đến của burst và các thông
số
i
LAUT
đối với trường hợp không sử dụng void filling, và thông số
( , )
i j
E
đối với
trường hợp có void filling. Thông số Gap là cơ sở để thuật toán quyết định nên sử
dụng kênh nào khi có hơn 1 kênh rỗi. Trong trường hợp kênh không rỗi, hệ số gap
bằng 0.
4.3 Các giải thuật xếp lịch cơ bản
4.3.1 Các thuật toán không sử dụng void-filling
4.3.1.1 Thuật toán FFUC
Giải thuật FFUC (First Fit Unschedule Channel) không sử dụng void filling
có thể được trình bày cơ bản như sau: Khi một burst dữ liệu đến một nút. Nút đó sẽ
so sánh thông số
i

Gap
=
ub
t
-
i
LAUT
, nếu thông số này lớn hơn 0 thì kênh đó sẽ
thích hợp để cấp cho burst đó. Trong trường hợp có nhiều hơn 1 kênh thích hợp,
thuật toán sẽ chọn kênh có hệ số i thấp nhất.

Hình 4.1: Mô hình giải thuật FFUC không sử dụng void filling.

Trong ví dụ trên, ta thấy khi burst dữ liệu đến nút lõi thì có 2 kênh không
thỏa mãn yêu cầu của thuật toán là kênh 0 và kênh 3 do hệ số LAUT lớn, trong khi
đó kênh 1 và kênh 2 là 2 kênh thỏa điều kiện của thuật toán. Trong trường hợp này,
thuật toán sẽ chọn lựa kênh 1 (1<2) để là kênh ngõ ra cho burst dữ liệu.

Hình 4.2: Lưu đồ giải thuật FFUC
4.3.1.2 Giải thuật LAUC
Giải thuật LAUC (Latest Available Unschedule Channel) không sử dụng
void filling có thể được trình bày cơ bản như sau: Khi một burst dữ liệu đến một
nút. Nút đó sẽ so sánh thông số
i
Gap
=
ub
t
-
i

LAUT
, nếu thông số này lớn hơn 0
i =ncc
i i≤
n

Y
N

begin
Sắp xếp
burst
update
e
nd

fdl ≤
max

Y
Làm trễ
N
i++

scheTime
> T
H

Y

Channel
= i
Drop
burst
N


thì kênh đó sẽ thích hợp để cấp cho burst đó. Trong trường hợp có nhiều hơn 1 kênh
thích hợp, thuật toán sẽ chọn kênh có hệ số gap nhỏ nhất.

Hình 4.3: Mô hình giải thuật LAUC không sử dụng void filling.
Trong trường hợp trên, cũng chỉ có 2 kênh thỏa mãn yêu cầu của thuật toán, nhưng
thuật toán sẽ chọn kênh thứ 2 do có hệ số gap nhỏ hơn kênh thứ 1.

Hình 4.4: Lưu đồ giải thuật LAUC
i = ncc
i i≤
n

i ++
Y

N

Tìm channel
begin
Có
channel

Sắp xếp

burst
update
e
nd

fdl ≤
max

N

Y
Làm trễ
N
Y

Drop
burst
N

Y

LAUT


4.3.2 Giải thuật có sử dụng void filling
Giải thuật FFUC và LAUC có mức sử dụng tài nguyên thấp do nó không quan tâm
đến các khoảng trống do đó người ta đưa ra một thuật toán khác sửa đổi từ giải thuật
FFUC và LAUC ban đầu gọi là FFUC có sử dụng void filling (FFUC-VF) và giải
thuật LAUC có sử dụng void filling (LAUC-VF). Trong các thuật toán có sử dụng
void filling, khoảng trống giữa các burst và khoảng trống tính từ thời điểm sử dụng

sau cùng của kênh dữ liệu hay thời gian kết thúc cuối cùng của burst cuối cùng
được sắp xếp trên kênh dữ liệu đến vô cùng được tận dụng để sắp xếp các burst.
4.3.2.1 Giải thuật FFUC_VF
Các giải thuật sử dụng void filling thì bộ channel scheduling sẽ phải ghi
nhận thông số bắt đầu và kết thúc của từng burst dữ liệu trên kênh truyền. Khi một
burst dữ liệu đến, nếu thời điểm bắt đầu burst dữ liệu lớn hơn thời điểm kết thúc của
burst trước đó và thời điểm kết thúc của burst dữ liệu nhỏ hơn thời điểm bắt đầu của
burst liền sau nó (nếu sau nó không còn burst nào khác thì thời gian bắt đầu đó xem
như là ∞) thì kênh truyền đó được chọn làm ngõ ra cho burst dữ liệu. Tương tự như
trên, FFUC sẽ chọn kênh có hệ số i nhỏ nhất làm kênh ngõ ra.



Hình 4.5 Mô hình giải thuật FFUC có sử dụng void filling.
Trong trường hợp trên thì cả 4 kênh đều thỏa mãn điều kiện của thuật toán,
nhưng thuật toán FFUC sẽ chọn kênh đầu tiên (kênh 0) làm kênh ngõ ra cho burst
dữ liệu.
4.3.2.2 Thuật toán LAUC_VF
Cũng tương tự như thuật toán FFUC_VF, thuật toán LAUC có sử dụng
void filling cũng thực hiện việc xác định kênh ngõ ra cho burst dữ liệu dựa vào các
thông số là thời điểm bắt đầu và kết thúc của từng burst dữ liệu được truyền trên
kênh truyền. Nhưng chỉ khác ở chỗ nếu có nhiều hơn 1 kênh đủ điều kiện, thì LAUC
sẽ chọn kênh rỗi gần nhất thay vì là kênh rỗi đầu tiên.

Hình 4.6 : Mô hình thuật toán LAUC có sử dụng void filling.
Trong trường hợp này cả 4 kênh đều đủ điều kiện nhưng LAUC sẽ chọn kênh số 3
do có thời gian rỗi gần với burst dữ liệu nhất.

Hình 4.7: Lưu đồ giải thuật LAUC_VF
Tóm lại:

 Thuật toán FFUC là một thuật toán khá đơn giản, dễ thực hiện, nhưng
bù lại khả năng mất burst dữ liệu của thuật toán này khá cao.
scheTime
≥ start
(end–
scheTime)≥
ScheDur

scheTime –

start < diff
scheTime
≥

T
H

Channel = i
diff = scheTime- T
H

Y
N

(scheTime
– T
H
) < diff
Y
N

Y
N
N
Y
N
result =
Channel
begin

end

i = ncc
i
Channel = i
diff = scheTime-start
i++
Y
i<=n


N
N
N
Y
N

N
Y
Y

Y

 Thuật toán LAUC hay còn gọi là horizon phức tạp hơn, nhưng nó lại
cho hiệu quả cao hơn so với FFUC.
 Việc sử dụng void filling sẽ làm tăng hiệu quả kênh truyền dữ liệu hơn,
đồng thời nó cũng làm giảm tỉ lệ mất burst đáng kể cho hệ thống.
 Chất lượng hệ thống sẽ cải thiện rất nhiều nếu sử dụng chung với FDL
(Fiber Delay Line).
4.3.3 Vấn đề sử dụng các đường dây trễ quang FDL trong các giải thuật xếp
lịch
Để giảm tỉ lệ mất burst ta có thể sử dụng các đường dây trễ quang FDL.
Các tính chất cũng như hoạt động của FDL đã được trình bày trong phần các
phương pháp giải quyết xung đột ở chương 2
4.3.3.1 Thuật toán không sử dụng FDL

Hình 4.8 : Lưu đồ thuật toán không sử dụng FDL

Totalchannel: Số kênh sử dụng trong mạng.
Ncc: Số kênh dành cho burst header
Time gap: Tham số xem xét xem coi có sắp xếp được burst dữ liệu vào
kênh truyền hay không .
startTime: thời điểm tới của burst dữ liệu.
horizon_[i]: Thời điểm rỗi của kênh thứ i.
 Thuật toán FirstFit:
unsigned int ndc = totalchannel_ - ncc_; // số kênh dữ liệu
int ch = UNAVAILABLE;
for( int i = 0; i < ndc; i++ ) {
double time_gap = startTime - horizon_[i];// horrizon_[i]:
if ( time_gap >= 0.0 )
{

ch = i;
break;
} // end of >= 0.0
} // end of for
if ( ch != UNAVAILABLE ) {
result.Fflag() = FOUND;
result.LambdaID() = ch;
result.StartTime() = startTime;
} else {

result.Fflag() = NOT_FOUND;
}
return (result);
}
 Thuật toán Horizon (LAUC):
unsigned int ndc = totalchannel_ - ncc_;
int ch = UNAVAILABLE;
double min_time_gap;
for( int i = 0; i < ndc; i++ ) {
double time_gap_ = startTime - horizon_[i];
if ( time_gap_ >= 0.0 ) {
if ( ch == UNAVAILABLE ) { // the first time for
updating min_time_gap
min_time_gap = time_gap_;
ch = i;
} else {
if ( min_time_gap > time_gap_ ) {
min_time_gap = time_gap_;
ch = i;
}

} // end of UNAVAILABLE
} // end of >= 0.0